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【24h】

Arsenene/Ca(OH)2 van der Waals heterostructure: strain tunable electronic and photocatalytic properties

机译：砷/ Ca（OH） 2 van der Waals异质结构：应变可调的电子和光催化性能

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Vertical stacking of two-dimensional materials has recently emerged as an exciting method for the design of novel electronic and optoelectronic devices. In this work, we investigate the structural, electronic, and potential photocatalytic properties of arsenene/Ca(OH)2 van der Waals (vdW) heterostructures using first-principles calculations. It is found that all of the heterostructures are semiconductors with indirect band gaps and present similar electronic properties, almost irrespective of the stacking arrangement. However, among these heterostructures, the β-stacking heterostructure is found to be the most stable and its band gap and band edge position can be tuned by biaxial strain. In particular, comparing the band edge positions with the redox potentials of water shows that the strained β-stacking arsenene/Ca(OH)2 vdW heterostructure is a potential photocatalyst for water splitting. Meanwhile, this heterostructure exhibits significantly improved photocatalytic properties under visible-light irradiation by the calculated optical absorption spectra. Our findings provide a detailed understanding of the physical properties of arsenene/Ca(OH)2 vdW heterostructures and a new way to improve the design of photocatalysts for water splitting.
机译：二维材料的垂直堆叠近来已经成为设计新颖的电子和光电器件的令人兴奋的方法。在这项工作中，我们使用第一性原理研究了砷/ Ca（OH） 2 范德华（vdW）异质结构的结构，电子和潜在的光催化性能。发现几乎所有的异质结构都是具有间接带隙的半导体，并且呈现出相似的电子性质，几乎与堆叠布置无关。然而，在这些异质结构中，发现β-堆叠异质结构最稳定，并且其带隙和带边缘位置可以通过双轴应变来调节。特别地，将带边缘位置与水的氧化还原电势进行比较表明，应变堆积的β-堆积砷/ Ca（OH） 2 vdW异质结构是水的潜在光催化剂。分裂。同时，通过计算的光吸收光谱，该异质结构在可见光照射下显示出显着改善的光催化性能。我们的发现为砷/ Ca（OH） 2 vdW异质结构的物理性质提供了详细的理解，并为改进光分解水用光催化剂的设计提供了一种新途径。

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